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中金 | 汽車零部件+液冷專題二:AI算力驅動迭代,服務器液冷泵開啟新增長極

2026-08-20 07:42

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全球AI算力芯片功耗加速突破風冷散熱極限,數據中心向液冷架構演進,我們預計服務器液冷泵作為核心動力組件有望迎來放量周期。國內汽車熱管理龍頭依託精密電子電機控制、高壓全密封等底層工藝跨界入局,展現競爭優勢。

算力機櫃規模化部署,二次側水泵開啟全球增量市場。AI算力芯片需求增長與數據中心能耗管控趨嚴,推動散熱方案向液冷演進。受益於英偉達、谷歌等算力廠商的高密機櫃放量預期,我們預計全球市場空間有望持續擴容。

水泵性能向大流量、高揚程發展,大功率電子屏蔽泵逐步佔據關鍵地位。隨着算力集群功率密度的躍升,大功率的行間式CDU將逐漸成為主流方案。同時,面對數據中心二次側對密封性、潔淨度及冗余架構的嚴苛要求,無軸封技術路線(磁力泵、屏蔽泵)在液冷系統中的應用將逐步增加,我們預計,800V高壓直流架構或將進一步催化大功率電子泵的應用。

競爭格局后發優勢明確,汽車熱管理龍頭「借船出海」。儘管大型循環泵的傳統基本盤仍由海外老牌泵企把持,但AI液冷對二次側液冷泵的新增需求給予國內廠商「同代研發」的機遇。我們看好國內汽車熱管理龍頭在車規級水泵工藝遷移、聯合開發效率和規模化生產等多維優勢,憑藉「國內CDU配套+海外項目導入」雙路徑,逐步進入全球液冷供應鏈。

技術發展/量產不及預期,行業競爭加劇,客户拓展不及預期。

水泵技術路線洞察:向大功率、高密封方向升級

CDU形態向行間式演進,推動水泵向大流量與高揚程發展

二次側水泵是數據中心液冷解決方案的核心增量部件。數據中心液冷系統通常可劃分爲設施側迴路(一次側)和機櫃冷卻側迴路(二次側),其對於水泵的需求有一定差異。具體而言,一次側水泵主要佈置於數據中心室外側,負責將冷卻塔或冷水機組中的水循環至CDU(冷量分配單元),其本質多為傳統暖通空調體系中的通用型水泵,技術成熟且標準化程度較高,市場格局相對固定,雖然也會受數據中心製冷容量擴張帶動,但與液冷滲透率的直接關聯相對較弱。而二次側水泵則專門用於服務器側閉式循環系統,驅動冷卻介質在CDU、機櫃歧管、服務器和冷板之間循環,屬於散熱技術由風冷向液冷演進帶來的增量需求。

二次側由多個關鍵組件構成,價值量佔比較高的部件為冷板和CDU,其中1)冷板模組包含芯片級微通道冷板及連接管線,受材質和複雜加工精度要求及零泄漏防封測試影響,冷板模組通常佔二次側35%-45%的價值比重;2)CDU屬於二次側價值量第二大的部件,佔二次側30%-35%的價值比重。CDU包含水泵、板式換熱器、控制系統及閥門,承擔着液冷「心臟」作用,其中水泵佔CDU成本比重約30%-35%。

圖表1:二次側價值量結構拆分

資料來源:《Global and China Liquid Cooling Technology and Industrial Chain Panorama》,ResearchInChina,2026,頭豹研究院,中金公司研究部

圖表2:CDU-價值量拆分

資料來源:《Global and China Liquid Cooling Technology and Industrial Chain Panorama》,ResearchInChina,2026,頭豹研究院,中金公司研究部

CDU的部署形態正經歷從機架式(In-Rack)向機櫃式/行間式(In-Row)的轉變。隨着算力機櫃從低密度向高密度發展,這一技術路線的演進在產業應用中的工程邏輯為:

► 機架式CDU(In-Rack):主要應用於液冷導入期或老舊機房的液冷改造。CDU形態較為扁平,直接嵌入單台服務器機架內部,基準製冷量通常在100-150kW。受限於物理空間,機架式方案的散熱換熱能力相對有限,難以承載集群級別的大規模功耗場景。

► 機櫃式/行間式CDU(In-Row):是新建高密AI數據中心的標準配置。該方案獨立成櫃,與服務器機櫃並排部署。由於不再受單機架空間的嚴苛限制,行間式CDU具備高能效、強換熱及大規模冷量分配能力,通常以單台CDU配套多臺機櫃的方式部署,製冷能力可達到1-2MW級別。

圖表3:機架式CDU

資料來源:CoolIT官網,中金公司研究部

資料來源:CoolIT官網,中金公司研究部

圖表4:機櫃式CDU

資料來源:BOYD官網,中金公司研究部

資料來源:BOYD官網,中金公司研究部

水泵方案的選型取決於CDU的系統設計,需實現深度適配。水泵作為CDU內部唯一的動力源,其功率、流量、揚程以及物理外形必須與CDU的整體散熱規模契合。主流的CDU架構可細分為三類,其對應的液冷泵方案亦呈現階梯式演進:

► 液-氣CDU(L2A CDU):該方案主要由計算服務器、製冷處理單元(RPU,內置換熱器與液冷泵)組成,通過客户端供液,最終將熱量轉化為熱風向后方熱區排出。該架構多用於風冷向液冷過渡的半液冷環境,對液冷泵的流量與功耗要求相對基礎。

► 機架式液-液CDU(In Rack L2L CDU):該系統將液冷泵與換熱器整體集成於單台服務器機櫃底部。由於其設計扁平化,空間相對緊湊,對液冷泵的物理體積、噪音控制以及高集成度提出了更高要求,但其驅動的單櫃冷卻液循環管路較短,水泵功率及水泵所需的揚程偏小。

圖表5:液-氣CDU示意圖

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

圖表6:機架式液-液CDU示意圖

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

► 行間式/機櫃式液-液 CDU(In Row L2L CDU):作為面向大功率集群的最主流方案,其將大功率液冷泵集中部署於獨立的行間CDU內,同時對接外部冷卻塔和內部多臺服務器機櫃。在這種「一拖多」(即一個CDU配套多個機櫃)的行間式架構下,二次側水泵不僅面臨更高的總循環液體流量,還需要具備足夠高的揚程以克服長距離分支管路與大量快接頭(UQD)帶來的高流阻。

圖表7:全球數據中心液冷二次側水泵市場空間

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

資料來源:德昌電機官網,中金公司研究部

芯片及機櫃功耗增加催生了更多的In Row(行間式)解決方案,水泵的參數要求同步提升。CDU的發展直接決定了二次側水泵的技術重心由「小功率、低揚程」向「大流量、高揚程、多泵冗余」發展的變化趨勢。在數據中心液冷二次側系統設計中,流體泵的流量和揚程是匹配具體CDU解決方案的核心物理指標。例如,算力機櫃的額定發熱量與系統所需冷卻液流量之間存在的熱平衡關聯,以當前高密AI機櫃約120kW的散熱需求為基準進行理論測算,系統所需的二次側流量對應約115 LPM(假設二次側冷卻介質温差15℃,液體密度與比熱等參數近似為水)。

液冷泵廠商既需要開發滿足大功率行間式CDU在複雜管路下的壓降、控温等需求的產品,同時需要通過英偉達、谷歌等算力服務器龍頭廠商的認證,從而實現在中游液冷供應商的供應鏈份額突破。

圖表8:飛龍股份水泵產品性能圖

資料來源:飛龍股份官網,中金公司研究部

資料來源:飛龍股份官網,中金公司研究部

實際應用中水泵冷量需提供充分的設計冗余。在工程落地中,冷卻液循環需克服冷板微通道、長距離管路等帶來的高額系統流阻,為確保長距離輸送的穩定性與安全性,温控系統在配泵時普遍會預留較大的動力余量。例如博伊德(Boyd)的80kW級機架式CDU(RAL110)配置了80 LPM流量,而305kW級行間式 CDU 為應對複雜流阻配置了360 LPM的大流量泵組。我們認為,隨着算力密度持續攀升,能夠提供高揚程、大流量的二次側水泵正成為高壁壘、高價值量的液冷核心增量環節。

圖表9:BOYD CDU核心產品參數匯總表

資料來源:Boyd官網,中金公司研究部

資料來源:Boyd官網,中金公司研究部

嚴苛運行環境構築多維技術壁壘,屏蔽泵或成為下一代主流方案

數據中心的運行環境對二次側水泵的密封性、潔淨度以及系統冗余架構有嚴格要求。在防漏液要求方面,冷卻介質滲漏將直接導致機櫃內價值高昂的算力設備發生短路甚至不可逆的損毀,因此液冷系統要求在全運行周期內「零泄漏」以及在連接/斷開操作時「無滴漏」。在潔淨度控制方面,由於高算力芯片冷板內部的散熱微通道尺寸微小,水泵在長期循環運轉的沖刷下,其涉水材質不能有任何金屬離子析出,也不允許產生因物理摩擦或氣蝕而脱落的微粒雜質,以防引發局部微通道堵塞或冷卻液絕緣性能下降導致的過熱宕機。此外,為滿足數據中心7x24小時不間斷運行的嚴苛安全標準,CDU內部通常採用N+1或2N配置的多泵並聯的高可用冗余架構,要求備用泵在主泵發生故障時能夠實現無縫接管。

圖表10:二次側水泵技術要求

資料來源:《數據中心液冷系統二次側液冷循環泵技術要求和試驗方法》(徵求意見稿),中金公司研究部

資料來源:《數據中心液冷系統二次側液冷循環泵技術要求和試驗方法》(徵求意見稿),中金公司研究部

在技術方案上,數據中心液冷水泵正經歷由傳統機械軸封方案向無軸封、高可靠性方案的系統性升級。隨着AI算力集群功率密度的躍升,系統對低泄漏、長周期連續運行及N+1冗余等的要求日益嚴苛,由於傳統機械軸封具有一定的泄漏風險,無軸封技術路線(磁力泵、屏蔽泵)在液冷系統中的應用逐步增加。

液冷泵的技術路線將從旋轉軸封逐步向無軸封、緊湊化、變頻控制、冗余運行和在線維護方向升級。屏蔽泵憑藉較高的集成度,在機架級和模塊化CDU中具備較好的發展潛力。我們預計,機架級和高集成CDU對無軸封方案的需求有望率先提升;而MW級CDU由於流量、揚程和效率要求更高,無軸封方案仍將根據客户對可靠性要求而逐步應用。

圖表11:數據中心液冷泵技術對比

資料來源:零氪液冷研究院,中金公司研究部

資料來源:零氪液冷研究院,中金公司研究部

800V高壓直流架構與兆瓦級AI機櫃發展,有望進一步提升大功率、高可靠液冷泵的需求。NVIDIA於2025年正式發佈面向下一代AI Factory的800V VDC供電架構,計劃自2027年起支撐1MW及以上IT機櫃;2026年GTC期間,產業鏈進一步展示800V Sidecar、電源模塊及配套基礎設施方案。2026年7月,字節跳動在開放計算技術大會展示新一代兆瓦級算力架構,公開報道顯示AI Rack 3.0採用800V HVDC供電並配套100%整機櫃液冷[1],反映頭部雲廠商正在同步推進「高壓直流+兆瓦級機櫃+全液冷」架構。隨着單櫃熱負荷向數百kW乃至MW級提升,CDU製冷能力、二次側流量及水泵連續運行可靠性要求同步提升,從而推動液冷泵向大功率、低泄漏、變頻控制、多泵冗余及緊湊化方向升級。

競爭格局:后發優勢明確,國產供應鏈嶄露頭角

海外寡頭把持傳統基本盤,國內廠商尋求突破

海外水泵廠佔據先發優勢。長期以來,數據中心循環泵市場主要由丹麥格蘭富(Grundfos)、德國威樂(Wilo)等海外老牌工業泵巨頭主導。憑藉長期的工業級可靠性背書、完備的全球安規認證以及深厚的品牌壁壘,外資品牌佔據了全球主要市場份額。在產業發展早期,海外頭部CDU系統集成商如博伊德(Boyd)、維諦(Vertiv)等,基於對系統穩定性的要求與長期合作穩定性的考量,通常將這些歐系巨頭作為早期水泵供應商。

隨着液冷解決方案滲透率提升,傳統泵業龍頭正進一步強化二次側CDU佈局,競爭重心由單一水力性能向「泵+電機+變頻器+傳感器+控制算法」一體化能力延伸。傳統歐系老牌泵企如格蘭富與威樂,長期佔據着大型一次側室外冷卻塔、冷水機組等中大型流體機械的核心市場。隨着AI算力向高密化方向發展,二次側CDU系統正加速向大流量、高揚程及高壓直流架構演進,二次側水泵市場興起。由於二次側水泵需匹配CDU參數進行高精度定製開發,海外巨頭依託其在全球算力巨頭體系內長期積累的合規認證與信任鏈背書,開始利用其在高性能流體控制與極端工況下的全密封防漏液技術向二次側滲透,並通過全球化的聯合研發卡位CDU集成供應鏈。如格蘭富依託無軸封屏蔽泵與高性能流體集成傳感器技術,實現流速的毫秒級精密控制;威樂則通過加速佈局帶數字集成控制的特種電子泵及Wilo-Ice Cube密閉式液冷方案等,卡位海外雲巨頭供應鏈。此外,德國泵企斯貝克則憑藉其在工業磁力驅動泵領域的技術積累,從傳統工業精密温控跨界切入,其密封磁力泵被用於谷歌第五代CDU樣機[2]。

圖表12:格蘭富和威樂的數據中心液冷泵產品

資料來源:格蘭富官網,威樂官網,中金公司研究部

資料來源:格蘭富官網,威樂官網,中金公司研究部

AI液冷重新定義產品需求,跨界遷移與快速響應支撐國內廠商競爭力。從技術溯源來看,傳統海外大牌泵企的競爭底盤主要集中於數據中心一次側及工業級標準水泵。由於高密算力機櫃與液-液行間式CDU等應用場景發展時間較短,海外巨頭在二次側無軸封屏蔽泵等增量部件上,同樣經歷着由傳統商用暖通或工業循環泵向AI算力工況進行技術平移與優化的過程。這一「同代研發」的技術現狀為國內核心泵企打破壟斷提供了機遇:國內本土龍頭能借助在特種工業屏蔽密封、車規級電子水泵等領域長期積澱的成熟工藝實現有效跨界遷移,在配合客户模具定製、試樣迭代周期及大規模彈性交付上表現出工程優勢,已通過部分頭部廠商的驗證。

圖表13:全球數據中心液冷泵產業鏈角色

資料來源:各公司官網,中金公司研究部

資料來源:各公司官網,中金公司研究部

國內各類泵企入局數據中心,國內廠商有望憑藉技術跨界遷移與快速聯合開發實現局部突破。觀察國內佈局數據中心水泵的公司,我們發現技術可遷移性及規模化量產能力是核心,當前主要有三類零部件公司切入數據中心賽道。1)傳統泵企;2)車用水泵供應商;3)微特電機與精密製造廠商。傳統泵企與跨界廠商正依託各自技術底藴,在智算液冷領域展現出差異化的競爭優勢。

技術發展/量產不及預期。數據中心液冷需求高度依賴算力芯片的升級節奏。若英偉達(如Rubin系列)、谷歌(如第八代TPU)等頭部算力廠商的芯片技術迭代和全液冷架構的量產落地不及預期,可能導致對液冷泵的需求下降。同時,二次側液冷泵正向大功率屏蔽泵技術路線升級,若相關新技術研發、測試驗證進度落后,也可能影響液冷泵產品的放量節奏。

行業競爭加劇。當前數據中心液冷泵市場主要由海外老牌工業泵巨頭佔據。隨着國內傳統泵企以及汽車零部件廠商加速跨界入局液冷賽道,行業競爭可能進一步加劇,或將擠壓相關企業的盈利能力。

客户拓展不及預期。二次側液冷泵廠商主要通過合作CDU集成商間接切入海外頭部算力供應鏈。由於數據中心對水泵性能要求嚴苛,認證周期較長,若國內廠商未能順利通過客户驗證或拓展海外供應鏈受阻,可能導致客户訂單不及預期。 

[1]https://stcn.com/article/detail/4010099.html

[2]https://www.oreacoo.com/article/476/

本文摘自:2026年8月14日已經發布的《汽車零部件+液冷專題二:AI算力驅動迭代,服務器液冷泵開啟新增長極》

鄧學 分析員 SAC 執證編號:S0080521010008 SFC CE Ref:BJV008

荊文娟 分析員 SAC 執證編號:S0080523010002

司穎 分析員 SAC 執證編號:S0080524060010

任丹霖 分析員 SAC 執證編號:S0080518060001 SFC CE Ref:BNF068

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